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混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；本科教學(xué)

【中圖分類號】G64.23【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】

土木工程是一門和人們衣食住行息息相關(guān)的學(xué)科，范圍非常廣泛，有房屋建筑工程、給水排水工程、公路與城市道路工程、機(jī)場工程、水利工程等。其發(fā)展取決于兩方面：物質(zhì)技術(shù)方面和科學(xué)理論方面?？茖W(xué)理論的目的是認(rèn)識課題，尋求本質(zhì)，主要任務(wù)是解決“為什么”，表現(xiàn)形態(tài)為知識理論；物質(zhì)技術(shù)的目的是用來改造課題，任務(wù)是回答“做什么和怎樣做”，表現(xiàn)形態(tài)為物質(zhì)[1]。在土木工程領(lǐng)域科學(xué)理論主要表現(xiàn)為材料和結(jié)構(gòu)在作用下的反應(yīng)與破壞機(jī)理、計(jì)算原理；物質(zhì)技術(shù)主為材料制作與加工技術(shù)、結(jié)構(gòu)技術(shù)、施工技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等。其中施工和材料，還有理論最為重要，又稱為土木工程的發(fā)展的三要素：施工、材料和理論。

房屋建筑工程是土木工程的分支，同樣受二個(gè)方面和三要素的制約與促進(jìn)?？茖W(xué)理論方面每個(gè)領(lǐng)域都是基本相同的，由于不同領(lǐng)域的特殊性，其物質(zhì)技術(shù)方面不盡相同。在本科教學(xué)中，作者認(rèn)為應(yīng)講清理論，來理解和掌握技術(shù)；工作中，則要結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)和理論，解決工程問題，創(chuàng)造和使用新的技術(shù)。

雖然房屋建筑工程只包含兩個(gè)方面――科學(xué)和技術(shù)，但內(nèi)容非常多，限于篇幅，本文主要講述物質(zhì)技術(shù)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)是承重的骨架體系，根據(jù)組成材料又可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等。不同材料及所組成的結(jié)構(gòu)體系在作用的反應(yīng)與破壞機(jī)理的不同，設(shè)計(jì)方法又有所不同，本文主要從總體上講述混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法的共性與教學(xué)改革建議。所謂結(jié)構(gòu)體系是指構(gòu)件按一定的傳力路徑而組成的結(jié)構(gòu)定式，通常簡稱為結(jié)構(gòu)。目前混凝土結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)。

混凝土結(jié)構(gòu)的材料組成主要是鋼和混凝土，由于兩種材料的組成關(guān)系不同，以及結(jié)構(gòu)體系的不同，不同的結(jié)構(gòu)在荷載的作用下有共性，又有其特性。下面就談?wù)劷Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共同的基本原則和步驟。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)就是把我們的規(guī)劃、構(gòu)思等，以視覺的形式（聲音、圖像和實(shí)物等）表現(xiàn)出來。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常指把空間以圖紙的形式表達(dá)出來。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是均勻性、整體性和經(jīng)濟(jì)性。均勻性指結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度、幾何尺寸和作用分布均勻。整體性一指結(jié)構(gòu)在作用下，作為一個(gè)整體參與抵抗工作，二指在偶然作用下或局部的破壞，結(jié)構(gòu)還能保持整體而不倒塌或緩倒塌。結(jié)構(gòu)均勻，方便估計(jì)作用效應(yīng)，找出薄弱部位，采取加強(qiáng)措施；結(jié)構(gòu)整體好，能提高其抵抗偶然作用的能力及抗災(zāi)能力，從而提高安全性。具體指導(dǎo)方針：安全適用，經(jīng)濟(jì)合理，保證質(zhì)量，方便施工，減輕偶然作用，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)施時(shí)從項(xiàng)目選址，（建筑和結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)，施工三個(gè)階段嚴(yán)格把關(guān)，科學(xué)決策。本文主要談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的方法與步驟。

我國現(xiàn)階段的房屋建筑設(shè)計(jì)模式是建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分別由建筑師和結(jié)構(gòu)師完成。通常把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分成三個(gè)階段：方案設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)。

1.方案設(shè)計(jì)

本階段結(jié)構(gòu)師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合建筑方案，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，初選結(jié)構(gòu)的型式，結(jié)構(gòu)的體系，構(gòu)件的形式等。所謂概念設(shè)計(jì)即根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)等形成的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。

由于結(jié)構(gòu)在各種作用下反應(yīng)的復(fù)雜性，以及實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型的差異，很難有效地算出結(jié)構(gòu)在各種作用組合下的薄弱環(huán)節(jié)，因此本階段主要是運(yùn)用正確的結(jié)構(gòu)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]，且要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、施工和技術(shù)先進(jìn)性等。

具體過程結(jié)合結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果及對各方面影響后果的嚴(yán)重性，根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)與建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確定結(jié)構(gòu)的設(shè)防類別及結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的重要性。結(jié)合《抗規(guī)》（3.4節(jié)～3.9節(jié)，6.1.1）或《高規(guī)》（第3節(jié)），確定結(jié)構(gòu)的三維尺寸（長寬高），結(jié)構(gòu)體系及傳力途徑等。通常形成2個(gè)以上的方案，以供比較和進(jìn)一步的優(yōu)選。

2.初步設(shè)計(jì)與計(jì)算分析

主要是對前面的方案進(jìn)行優(yōu)選。初選構(gòu)件的截面尺寸，材料，確定結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖，包括確定結(jié)構(gòu)體系，桿件類型，桿件之間的連接形式，結(jié)構(gòu)與支座的連接形式，材料的力學(xué)性質(zhì)，荷載的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算簡圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為分析（內(nèi)力、變形、穩(wěn)定性、動(dòng)力特性等），從強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性三個(gè)方面對方案進(jìn)行比較，確定最合理的方案。用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，求出構(gòu)件的計(jì)算配筋量。

初步估算可以用簡化方法并結(jié)合概念設(shè)計(jì)（如《抗規(guī)》3.4～3.6，《砼規(guī)》3.1～3.2和3.6，《高規(guī)》第3～5章）對多個(gè)方案進(jìn)行初步篩選。再對篩選的方案，利用合法有效的軟件（抗震分析時(shí)要符合抗規(guī)3.6.6），對結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的分析比較：內(nèi)力、位移、周期、薄弱部位和復(fù)雜部位的應(yīng)力分析等，綜合考慮施工與經(jīng)濟(jì)，確定最優(yōu)的方案（結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件尺寸和材料類型）。對最優(yōu)方案做詳細(xì)的分析與計(jì)算（細(xì)部應(yīng)力計(jì)算），得出計(jì)算配筋量。

3.施工圖設(shè)計(jì)

本階段主要是根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合概念設(shè)計(jì)，對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的構(gòu)造、連接措施，耐久性及施工的要求，進(jìn)一步的明確和細(xì)化，確定結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的配筋量，細(xì)部構(gòu)造的處理，選定材料。

目前常用的軟件能給出梁板柱墻及基礎(chǔ)的配筋量，并根據(jù)設(shè)定鋼筋庫進(jìn)行選筋，并用平面標(biāo)注。有時(shí)軟件的選筋結(jié)果不是很合理，還需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)計(jì)算結(jié)果及規(guī)范的相關(guān)要求，并運(yùn)用概念設(shè)計(jì)對配筋進(jìn)行核查、調(diào)整和補(bǔ)充。規(guī)范相關(guān)章節(jié)為：《砼規(guī)》3.5，4章，8章～11章，《高規(guī)》3.6，3.10，6章～11章，《抗規(guī)》3.9節(jié)和第6章，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件還要考慮《抗規(guī)》3.7節(jié)和第13章.基礎(chǔ)部位則要考慮《高規(guī)》第12章及《地規(guī)》和《樁規(guī)》。綜合考慮當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)和施工水平，書寫施工說明，繪制配筋圖。

二、教學(xué)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范以“截面鋼筋屈服”和“混凝土破碎”控制混凝土結(jié)構(gòu)的安全，實(shí)際這只屬于安全的較低層次。而結(jié)構(gòu)在偶然作用的倒塌，才是對安全的最大威脅。因此，提高結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)性能，這才是結(jié)構(gòu)安全的根本[3]。而提高結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)性能，就要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。傳統(tǒng)的房屋混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)也是以構(gòu)件教學(xué)為主――重構(gòu)件計(jì)算，輕概念。課程的安排方面也存在支離破碎的現(xiàn)狀。

作者認(rèn)為，混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)也應(yīng)隨著人們對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)認(rèn)識的深化，而改變。指導(dǎo)思想為講清原理（學(xué)生和老師），重視概念和整體方案設(shè)計(jì)的教學(xué)，構(gòu)件的計(jì)算作為基本技能掌握。具體為：1.課程的重組，把混凝土設(shè)計(jì)基本原理，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，合為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為三部分――基本原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（非抗震和抗震）。2.編寫相應(yīng)的大綱和教學(xué)計(jì)劃――先進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的教學(xué)（方案設(shè)計(jì)，效應(yīng)的計(jì)算與組合），考慮到與結(jié)構(gòu)力學(xué)的銜接先以框架結(jié)構(gòu)為例。再講基本原理，最后其它結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。

三、總結(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是均勻性和整體性：要重視概念和方案設(shè)計(jì)（剛度、質(zhì)量和幾何分布均勻），加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，提高結(jié)構(gòu)抗災(zāi)性能。教學(xué)更應(yīng)該從傳統(tǒng)的構(gòu)件式教學(xué)，過渡到整體式教學(xué)：理解原理，重視概念，掌握基本技能。

參考文獻(xiàn)

[1]科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別[J].齊齊哈爾社聯(lián)通訊，1985，S2期：28.

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理范文第2篇

關(guān)鍵詞框架；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；方案；原理；荷載；計(jì)算；

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)形勢的不斷好轉(zhuǎn)，人們的生活水平得以快速提高，在這種環(huán)境背景的影響下，人們對于建筑物的使用功能和質(zhì)量性能都有了更高的要求，為更好的滿足人們對于現(xiàn)代建筑物實(shí)際的生活和心理追求，建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便成為人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。建筑空間、平面布局等都包含在建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對滿足人們的需求方面起著至關(guān)重要的作用。

一、框架結(jié)構(gòu)的定義和類型

1.1 定義

框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu),即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是多層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式,也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。

1.2 類型

(1)按構(gòu)件組成劃分可分為梁板式結(jié)構(gòu)和無梁式結(jié)構(gòu)兩種兩種類型。

梁板式結(jié)構(gòu)是指由梁、板、柱三種基本構(gòu)件組成的骨架結(jié)構(gòu);無梁式結(jié)構(gòu)是指由板和柱子組成的骨架結(jié)構(gòu)。

(2)按框架的施工方法劃分可分為現(xiàn)澆整體式框架、裝配式框架、半現(xiàn)澆框架及裝配整體框架。

(3)按材料組成區(qū)分可分為鋼框架和混凝土框架

鋼框架是指有鋼梁或鋼柱組成的能承受垂直和水平荷載的結(jié)構(gòu)?；炷量蚣苁侵赣苫炷翞闈h族要材料建造的工程結(jié)構(gòu),包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。

二、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理

在建筑結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理主要包括兩個(gè)方面:一是建筑結(jié)構(gòu)的荷載,二是極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的荷載

荷載:施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力,稱之為直接荷載;引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形,稱之為間接荷載。荷載效應(yīng):由作用引起的結(jié)構(gòu)國構(gòu)件的反映。結(jié)構(gòu)抗力:結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受效應(yīng)的能力。

2.2 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

為了保證框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、耐久性與實(shí)用性,必須對其極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算。同時(shí),這也是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。安全性:滿足特定的與建筑物功能相適應(yīng)的承載力極限狀態(tài);耐久性:保證結(jié)構(gòu)的承載力的持續(xù)時(shí)間與環(huán)境使用度;實(shí)用性:保證結(jié)構(gòu)在正常使用中時(shí)具有良好的工作性能。

三、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其計(jì)算要點(diǎn)分析

3.1框架計(jì)算簡圖的確定

沒有地下室的多層框架房屋，一般來說基礎(chǔ)埋的較深，對于不同的深淺度，要有不同的設(shè)計(jì)。在基礎(chǔ)埋的比較深的時(shí)候，為了增加房屋底部的整體性，減小位移有時(shí)在±0.000附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。將基礎(chǔ)連系梁以下的部分看作底層，層高H取基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度，而把實(shí)際建筑的底層作為第二層考慮，層高H取連系梁頂層至一層樓面高度?；A(chǔ)埋深較淺時(shí)現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)梁柱剛接，計(jì)算簡圖的確定主要是確定底層柱的計(jì)算長度。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010(以下簡稱《結(jié)構(gòu)規(guī)范》)第6.2.20條規(guī)定：一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，底層柱的計(jì)算長度取基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度H，裝配式框架取1.25H。對于帶地下室的多層框架結(jié)構(gòu)，合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置是一個(gè)關(guān)鍵問題。《結(jié)構(gòu)規(guī)范》和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(以下簡稱《抗震規(guī)范》)，都沒有明確地提出具置，需要具體問題具體分析。對于能夠滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或采用箱型基礎(chǔ)時(shí)，可將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置，在利用PKPM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實(shí)際層數(shù)，底層的層高H取實(shí)際層高。這樣計(jì)算出的地震作用與實(shí)際情況較為接近。對于不能滿足《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的地下室結(jié)構(gòu)或者采用筏板式基礎(chǔ)時(shí)，嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。此時(shí)，利用電算進(jìn)行樓層組合時(shí)，總層數(shù)應(yīng)為實(shí)際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。

3.2鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的取值

混凝土保護(hù)層在保護(hù)鋼筋不受銹蝕方面起著重要作用，能夠有效保證鋼筋的粘結(jié)錨固性能，對于構(gòu)件的耐久性和鋼筋的受力性能影響比較大?！督Y(jié)構(gòu)規(guī)范》規(guī)定，保護(hù)層厚度計(jì)算應(yīng)由最外層鋼筋開始計(jì)算，梁柱保護(hù)層計(jì)算需考慮由箍筋及構(gòu)造筋邊開始計(jì)算至混凝土表面的距離。實(shí)際工作中設(shè)計(jì)人員的不重視，常會出現(xiàn)以下問題：1)主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關(guān)系處理不明確，造成板負(fù)筋保護(hù)層厚度不足或構(gòu)件有效截面高度損失，直接影響到構(gòu)件的安全性;2)地上部分與地下部分的柱因所處的環(huán)境條件不同，根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)采取不同的保護(hù)層厚度。

3.3.1梁的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)梁要注意梁度差，當(dāng)梁度差較小時(shí)，兩高也要與之相同。如果梁底與窗定的尺寸相差的小，大粱的高度就該與窗頂一致．外部的框架梁盡梁盡量保持外皮與住外皮的一 平。有次梁的時(shí)候，盡量使主梁和次梁分開，以免引起主次梁的抗扭。 使抗扭的縱箍筋增加。上梁縱筋的間距在滿足抗裂的同時(shí)．也要注意 將梁端頭的箍筋加密。小面積的梁及框架梁，上下部的縱筋避免支座 搭接。由于挑梁在總負(fù)荷中所占的比例較小。將挑粱變成截面不能夠 有效的減輕自重，變截面梁時(shí)，其撓度也大于截面梁。如果挑梁的端部有次梁，要注意對其加固。一般情況下。只有當(dāng)剪承載力不足時(shí)，挑梁根部才可以加斜筋。挑梁配筋必須留有空間．而就大梁而言．在梁的下部必須配置受壓鋼筋來減少撓度。為了保證梁的變形能力，使框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應(yīng)能使梁端截面的受壓區(qū)相對高度滿足以下要求：一級框架≤0.25ho;二、三級框架≤0.35ho，同時(shí)，縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%。為了保證梁有足夠的延性，提高塑性鉸區(qū)壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變值，并防止在塑性鉸區(qū)內(nèi)最終發(fā)生斜裂縫破壞，在梁端縱筋屈服范圍內(nèi)加密封閉式箍筋，對提高梁的變形能力十分有效。同時(shí)，為了防止壓筋過早壓曲，應(yīng)嚴(yán)格遵照《抗震規(guī)范》限制箍筋的間距。

3.3.2柱的設(shè)計(jì)

柱的設(shè)計(jì)主要從三個(gè)方面闡述，分別是柱截面尺寸、柱縱向鋼筋的配置、柱的箍筋。柱的平均剪應(yīng)力太大，會使柱產(chǎn)生脆性的剪切破壞。平均壓應(yīng)力或軸壓比太大會使柱產(chǎn)生混凝土壓碎破壞，為了使柱有足夠的延性，柱截面尺寸應(yīng)符合以下要求：柱截面的長邊應(yīng)小于柱凈高的1/4；且矩形截面柱，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超過2層時(shí)，其最小截面尺寸不宜小于300mm，一、二、三級抗震等級且層數(shù)超過2層時(shí)不宜小于400mm；圓柱的截面直徑，抗震等級為四級或?qū)訑?shù)不超過2層時(shí)不宜小于350mm，一、二、三級抗震等級且層數(shù)超過2層時(shí)不宜小于450mm；柱截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3；當(dāng)剪壓比保持較低時(shí)，可獲得較好的延性，為此柱端截面的平均剪應(yīng)力一般宜小于3N/mm。

結(jié)束語

建筑框架結(jié)構(gòu)是我國建筑工程領(lǐng)域近幾年所采用的，各項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)以及施工工藝方法還不夠成熟，為此我國建筑工程領(lǐng)域在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建設(shè)時(shí)需要不斷地在實(shí)踐中豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為我國建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑工程施工領(lǐng)域的健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣新梅;;論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之常見問題的分析[J];四川建材;2009

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理范文第3篇

關(guān)鍵詞： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Abstract: The steel frame structure is based on the structure of the steel make give priority to, is one of the main building structure types. Reinforced sustain tension, concrete under pressure.

Keywords: reinforced concrete; structure design

中圖分類號： TU375文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案構(gòu)思需要考慮的問題

1.1 建筑布置在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)提倡平面和立面簡單、規(guī)則、對稱的原則，合理的建筑布置是最重要的。“規(guī)則”包括了對建筑的平面和立面外形尺寸、抗側(cè)力構(gòu)件布質(zhì)量分布、承載力分布等諸多因素的綜合要求。建筑師需和結(jié)構(gòu)師互相配合，才能設(shè)計(jì)出抗震性能良好的建筑。在做鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí), 要注意：(1) 平面宜簡單、規(guī)則、對稱, 減少偏心，否則應(yīng)考慮其不利影響；(2)剛度中心與質(zhì)量中心盡量重合；(3)質(zhì)量大的跨間不宜布置在結(jié)構(gòu)單元的邊緣，質(zhì)量大的設(shè)備宜布置在距剛度中心較近的部位；(4)盡量少采用大懸挑結(jié)構(gòu)；(5)圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜采用輕質(zhì)材料。

1.2 結(jié)構(gòu)的傳力路線應(yīng)簡捷明了。在荷載作用下，結(jié)構(gòu)的傳力路線越短、越直接，結(jié)構(gòu)的工作效能越高，'所耗費(fèi)的建材也就越少。

1.3 從力學(xué)觀點(diǎn)看，在民用和公共建筑的平面布局中，應(yīng)當(dāng)盡量使柱網(wǎng)按開間等跨和進(jìn)深等距（或近似于等距）布置，這樣可以相應(yīng)減少邊跨柱距，也可以充分利用連續(xù)梁的受力特點(diǎn)以減少結(jié)構(gòu)中的彎距，可以使各跨梁截面趨于一致，而提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。

1.4 結(jié)構(gòu)方案還應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)情況和建筑功能要求綜合考慮。

2鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全問題是所有從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究的人們一生都要面對的問題，要掌握保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全所必須堅(jiān)持的基本原則。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的底線應(yīng)該清醒地認(rèn)識到，結(jié)構(gòu)科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以令建筑師們的浪漫設(shè)計(jì)無約無束的境地。在實(shí)際結(jié)構(gòu)的建造過程中影響結(jié)構(gòu)安全的因素眾多，一方面，建筑結(jié)構(gòu)理論歸根結(jié)底是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，理論與實(shí)際的偏差不可避免，另一方面，建造技術(shù)的發(fā)展水平和區(qū)域差異以及施工質(zhì)量控制等等方面的諸多因素，都會給實(shí)際建造完成的建筑結(jié)構(gòu)安全性能帶來某種程度的不確定性

所以，建筑師們在通過建筑表達(dá)其美學(xué)或情感需求的時(shí)候，結(jié)構(gòu)工程師們還是要給他們設(shè)定一條底線。這條底線不僅依賴于當(dāng)代人類對自然界的認(rèn)識水平，而且還依賴于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平，依賴于結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的發(fā)展水平。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)絕不能突破基本力學(xué)準(zhǔn)則的底線。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性并不矛盾實(shí)際上，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的憂慮往往會束縛住我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)造性探索的步伐。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)始終是：按照建筑的功能與美學(xué)需求確定安全、合理的結(jié)構(gòu)體系；進(jìn)而依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所確定的原則對結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力進(jìn)行符合結(jié)構(gòu)實(shí)際工作條件( 性能) 的分析；最終應(yīng)做到在規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的各種荷載作用下，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的。為了實(shí)現(xiàn)這樣的使命，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的自始至終的關(guān)切無疑是必要的，另一方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性不但是當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的必然要求，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)自身發(fā)展的要求。

3鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從概念設(shè)計(jì)上著手注意的幾個(gè)問題

3.1關(guān)于強(qiáng)柱弱梁節(jié)點(diǎn)。

這是為了實(shí)現(xiàn)在罕遇地震作用下，讓梁端形成塑形鉸，柱端處于非彈性工作狀態(tài)，而沒有屈服，但節(jié)點(diǎn)還處于彈性工作階段。強(qiáng)柱弱梁措施的強(qiáng)弱，也就是相對于梁端截面實(shí)際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強(qiáng)幅度的大小，是決定由強(qiáng)震引起柱端截面屈服后塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能否不超過其塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，而且不致形成“層側(cè)移機(jī)構(gòu)”，從而使柱不被壓潰的關(guān)鍵控制措施。柱強(qiáng)于梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構(gòu)造超配程度的大小，以及結(jié)構(gòu)在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內(nèi)力重分布和動(dòng)力特征的相應(yīng)變化。因此，當(dāng)建筑許可時(shí)，盡可能將柱的截面尺寸做得大些，使柱的線剛度與梁的線剛度的比值盡可能大于1，并控制柱的軸壓比滿足規(guī)范要求，以增加延性。驗(yàn)算截面承載力時(shí)，人為地將柱的設(shè)計(jì)彎距按強(qiáng)柱弱梁原則調(diào)整放大，加強(qiáng)柱的配筋構(gòu)造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地震中進(jìn)入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉(zhuǎn)移到立柱上。注意節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，讓塑性鉸向梁跨內(nèi)移。

3.2關(guān)于“強(qiáng)剪弱彎”措施

強(qiáng)剪弱彎是保證構(gòu)件延性，防止脆性破壞的重要原則，它要求人為加大各承重構(gòu)件相對于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位在結(jié)構(gòu)經(jīng)歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現(xiàn)脆性剪切失效。對于框架結(jié)構(gòu)中的框架梁應(yīng)注意抗剪驗(yàn)算和構(gòu)造，使其滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.3注意構(gòu)造措施。

a.對于大跨度柱網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)，在樓梯間處的框架柱由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯問處的柱可能成為短柱，應(yīng)對柱箍筋全長加密。這一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中容易被忽視，應(yīng)引起重視。b.對框架結(jié)構(gòu)外立面為帶形窗時(shí)，因設(shè)置連續(xù)的窗過梁，使外框架柱可能成為短柱，應(yīng)注意加強(qiáng)構(gòu)造措施。c.對于框架結(jié)構(gòu)長度略超過規(guī)范限值，建筑功能需要不允許留縫時(shí)，為減少有害裂縫（規(guī)范規(guī)定裂縫寬度小于0.3mm），建議采用補(bǔ)償混凝土澆筑。采用細(xì)而密的雙向配筋，構(gòu)造間距宜小于150mm，對屋面宜設(shè)置后澆帶，后澆帶處按構(gòu)造措施宜適當(dāng)加強(qiáng)。d.其它構(gòu)造措施限于篇幅，這里不再贅述，請?jiān)斠娦乱?guī)范。

3.4注意抗震設(shè)計(jì)。

(1)抗震設(shè)計(jì)的基點(diǎn)結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)計(jì)的基點(diǎn)是強(qiáng)度和延性。人們現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識到可以利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)屈服后的非彈性變形來抵抗地震，也就是將強(qiáng)度和延性兩者相結(jié)合來抵抗地震。為保證結(jié)構(gòu)的抗震能力，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言, 如果我們給結(jié)構(gòu)設(shè)定較低的承載力水準(zhǔn)，相應(yīng)地就要求結(jié)構(gòu)具有較高的延性水準(zhǔn)；如果我們給結(jié)構(gòu)設(shè)定較高的承載力水準(zhǔn)，則結(jié)構(gòu)需要的延性水準(zhǔn)就可以較低。在這個(gè)問題的具體處理上，各國的理念存在一定的差異。(2)能力設(shè)計(jì)法。能力設(shè)計(jì)法的基本思想為：為了使抗震鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震中形成所追求的“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”，就需要把不希望出現(xiàn)塑性鉸或不希望先出現(xiàn)塑性鉸(也就是不希望塑性轉(zhuǎn)動(dòng)過大)的部位的抗彎能力相對增強(qiáng)；為了不致在結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出所需的延性之前在結(jié)構(gòu)的任何部位出現(xiàn)幾乎沒有延性的剪切失效，也需要相對增強(qiáng)各有關(guān)部位的抗剪能力；還需要采取必要的措施使可能形成塑性鉸的部位具有足夠的延性能力和必要的耗能能力。

4結(jié)語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中， 要明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對建筑物功能的要求，掌握設(shè)計(jì)中的基本原理．正確使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種原則，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)可靠的鋼筋混凝土建筑物。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理范文第4篇

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；實(shí)踐實(shí)訓(xùn)

1引言

混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，其包括《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》與《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》兩大部分的內(nèi)容，其中混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生掌握上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生們對混凝土結(jié)構(gòu)知識的理解而增設(shè)的相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)的練習(xí)應(yīng)能進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)的基本原理與基本方法，為后續(xù)的課程以及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2目前《混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)存在的若干問題

通過近些年的實(shí)際指導(dǎo)以及對兄弟院校相關(guān)院系的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前混凝土課程設(shè)計(jì)存在以下問題。

2.1選題相對單一，設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際工程存有差距

目前大部分土木相關(guān)院校的混凝土課程設(shè)計(jì)選用的是單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)這一題目，大部分土木院校為督促學(xué)生自行設(shè)計(jì)而采取的手段是通過改變跨度、混凝土強(qiáng)度、荷載等參數(shù)，保證學(xué)生們一人一題，最大程度避免重復(fù)和抄襲。這種做法并不能從根本上解決學(xué)生不善思考的弊病，網(wǎng)絡(luò)上紛繁的模板可以幫助學(xué)生通過簡單的數(shù)字替換就完成課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。同時(shí)，題目要求學(xué)生對一民用或工業(yè)建筑的樓蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑平面圖一般給定為四周磚墻的內(nèi)框架結(jié)構(gòu)[1]。然而內(nèi)框架結(jié)構(gòu)由于種種弊端，在現(xiàn)今的實(shí)際設(shè)計(jì)中已經(jīng)被框架結(jié)構(gòu)取而代之。如果仍然在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)對老舊的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，會導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后無法將學(xué)校學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化成解決實(shí)際問題的有效手段，這將使學(xué)生感到困惑與迷茫。

2.2學(xué)生對各種構(gòu)件的構(gòu)造要求以及施工流程不夠熟悉。

通過理論學(xué)習(xí)，大部分同學(xué)可以完成梁、板的承載力計(jì)算以及相關(guān)的配筋，但對于梁板節(jié)點(diǎn)，墻梁節(jié)點(diǎn)，梁柱節(jié)點(diǎn)等具置的鋼筋綁扎的施工工藝流程存有疑慮，對構(gòu)件一般的構(gòu)造要求理解不夠深入，不能夠?qū)崿F(xiàn)理論與實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)目前大部分教材對于梁施工圖的表達(dá)方式仍采用截面注寫的方式，這種方式最大的優(yōu)點(diǎn)在于直觀，便于初學(xué)者掌握梁內(nèi)具體鋼筋的布置形式，但在實(shí)際工程中，平面注寫的應(yīng)用更為廣泛，理論的教學(xué)與實(shí)際的工作應(yīng)用存有一定的偏差。

2.3考核方式與評價(jià)體系尚可進(jìn)一步完善

由于課程設(shè)計(jì)的靈活度較高，學(xué)生的自由度較大，因此教師想對學(xué)生設(shè)計(jì)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控是不現(xiàn)實(shí)的，目前多數(shù)院校對于《混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)的考核方式仍是以學(xué)生所提交的設(shè)計(jì)成果為主，結(jié)合課上學(xué)生的課堂表現(xiàn)，對學(xué)生本次課程實(shí)踐給定相應(yīng)的考核分?jǐn)?shù)。這種以結(jié)果為導(dǎo)向的考核方式忽視了對設(shè)計(jì)過程的監(jiān)管，會導(dǎo)致部分善于“搭便車”的學(xué)生通過抄襲模板或成績較好同學(xué)的設(shè)計(jì)內(nèi)容而完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，極有可能出現(xiàn)抄襲者比自行完成設(shè)計(jì)的學(xué)生成績還要高。因此，這種考核方式不夠客觀與公正，會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)倦怠，同時(shí)不能達(dá)到課程設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。

3改革的初步探討與實(shí)踐情況

為解決上述問題，有必要對《混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革。

3.1優(yōu)化選題內(nèi)容，擴(kuò)大選題范圍

我們首先從題目的選題著手，摒棄了老舊的內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，選取往年若干的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)中，與實(shí)際工程相近的多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為學(xué)生課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)背景。同時(shí)，不再以設(shè)計(jì)單向板肋梁樓蓋作為單一要求，而是將設(shè)計(jì)內(nèi)容擴(kuò)展為單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)，雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)，板式樓梯設(shè)計(jì)。增加學(xué)生的選題范圍，擴(kuò)展學(xué)生的設(shè)計(jì)思路。

3.2以小組為單位進(jìn)行模塊化課程設(shè)計(jì)

本次課程設(shè)計(jì)改革，將以個(gè)人為單位的模式改變?yōu)橐孕〗M為單位的模式進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)前將班級學(xué)生分為6人一組，每組成員又進(jìn)一步細(xì)化成3小組，其中一組內(nèi)2人共同完成單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)，2人共同雙向板梁樓蓋設(shè)計(jì)，2人共同完成板式樓梯設(shè)計(jì)，分組的目的在于提高學(xué)生之間互幫互助與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)生之間的相互督促，可以替代教師對設(shè)計(jì)過程的監(jiān)控作用，在完成課程設(shè)計(jì)的同時(shí)，更能夠增進(jìn)學(xué)生之間的感情。

3.3增加學(xué)生互評機(jī)制與設(shè)計(jì)成果答辯環(huán)節(jié)

為了進(jìn)一步完善考核方式與評價(jià)體系，我們在現(xiàn)有的評價(jià)體系基礎(chǔ)上實(shí)行了學(xué)生互評機(jī)制，共同完成某項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)的學(xué)生，對彼此在設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)態(tài)度，協(xié)作能力以及完成的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行互評，教師參考學(xué)生之間的互評結(jié)果作為學(xué)生設(shè)計(jì)過程的平時(shí)成績，同時(shí)為了防止學(xué)生之間由于情感因素而包庇他人，我們引入了答辯環(huán)節(jié)。共同設(shè)計(jì)某一題目的一組成員對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行自述，同時(shí)，教師根據(jù)設(shè)計(jì)成果對兩位同學(xué)分別提問，最終根據(jù)學(xué)生互評，設(shè)計(jì)自述以及答辯情況，給定學(xué)生最終成績。

3.4將課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)相結(jié)合

為解決學(xué)生對各種構(gòu)件的構(gòu)造要求以及施工流程不夠熟悉這一難題，我們選取部分優(yōu)秀的設(shè)計(jì)成果，進(jìn)行二次優(yōu)化，并將優(yōu)化后的結(jié)果用平法表示，形成可進(jìn)行實(shí)際施工操作的設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)施，在學(xué)校實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)，在師傅帶領(lǐng)下，以學(xué)生為主力，按照設(shè)計(jì)圖紙，對相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際施工，真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合。實(shí)踐證明，通過改革措施，我校混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果有了較大的提升，學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到了一定的調(diào)動(dòng)，由于我校實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地仍在建設(shè)當(dāng)中，下一階段我們將把主要精力放在課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)相結(jié)合上面，將教學(xué)改革落到實(shí)處。

參考文獻(xiàn)：

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：建筑 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 質(zhì)量

中圖分類號： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

正文：

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理

1.1剛?cè)峤Y(jié)合

建筑對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求比較嚴(yán)格，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該將結(jié)構(gòu)的剛性和柔性有效的結(jié)合在一起。建筑中如果全部采用剛性設(shè)計(jì)，一方面在強(qiáng)大的外力作用下，建筑結(jié)構(gòu)很難承受，這就容易給建筑的局部造成破壞，另一方面建筑的經(jīng)濟(jì)性就很差；如果建筑結(jié)構(gòu)過柔，則有可能出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)變形或者倒塌的現(xiàn)象，則會影響建筑的安全性。所以在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)該將機(jī)構(gòu)的剛性和柔性合理的組合，達(dá)到最佳的效果。

1.2多道防線

結(jié)構(gòu)作為建筑的主體，其各個(gè)部分的堅(jiān)固性都是非常重要的，在建筑結(jié)構(gòu)體系中要進(jìn)行層層設(shè)防，在遇到突況下，能夠保證建筑的所有結(jié)構(gòu)都能夠發(fā)揮作用，不能只注重單一構(gòu)件的性能。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重多道防線的設(shè)計(jì)，如果把安全的希望全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上，是非常非常危險(xiǎn)的。例如，多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計(jì)思路。

1.3抓大放小

在建筑結(jié)構(gòu)總沒有絕對安全的結(jié)構(gòu)，雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)是由各種構(gòu)件互相協(xié)調(diào)組成的，但由于功能不同，各構(gòu)件的重要性也就有所差別。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則，讓比較次要的部分率先承受壓力，盡量減少事故出現(xiàn)時(shí)的損失。

1.4打通關(guān)節(jié)

在結(jié)構(gòu)體系中，所謂關(guān)節(jié)，是指變化集聚的地方或易出現(xiàn)變化的地方。不同類型的構(gòu)件相接處，同一構(gòu)件截面改變之處，是關(guān)節(jié)。廣義上，諸如結(jié)構(gòu)錯(cuò)層之處，體量改變之處，轉(zhuǎn)換層亦是關(guān)節(jié)。外力作用之時(shí)，對于單一的構(gòu)件，力與力之間進(jìn)行傳遞時(shí)比較簡單，因此，在控制上也較為容易一些。對于那些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的體系來講，關(guān)節(jié)非常復(fù)雜，對其進(jìn)行控制以及相應(yīng)的預(yù)測都是難于把握的。因此，即使在理論上將各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度以及剛度進(jìn)行掌控與保證，但是關(guān)節(jié)的存在較為普遍，阻礙了各個(gè)力之間的正常運(yùn)行與流通，往往會造成力無法流通而出現(xiàn)聚集的現(xiàn)象，最終發(fā)生破壞性折斷現(xiàn)象。根據(jù)對各個(gè)發(fā)生災(zāi)害的原因分析，因節(jié)點(diǎn)發(fā)生破壞而造成建筑物的大面積破壞的現(xiàn)象是非常普遍的，且占據(jù)的比例也比較大。因此，在對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅要對戰(zhàn)略問題進(jìn)行考慮，還要保證在一定的原則上，此原則便是對節(jié)點(diǎn)的打通以及整體的設(shè)計(jì)。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮工程水文條件、地質(zhì)條件、荷載大小、荷載分布情況、建筑功能及體型要求、施工材料、施工條件、相鄰建筑基礎(chǔ)、抗震強(qiáng)度等因素，以經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行為指導(dǎo)思想，選擇最佳的基礎(chǔ)類型。砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選擇剛性條形基礎(chǔ)類型，如混凝土毛石條形地基基礎(chǔ)、四合土條形地基基礎(chǔ)、灰土條形地基基礎(chǔ)，如果基土寬度在 2.5 m 以上時(shí)，可選擇柔性基礎(chǔ)。在多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，由于地基較差、荷載較大、無地下室，容易產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，應(yīng)選用十字交叉條形地基基礎(chǔ)。在選用了十字交叉條形地基基礎(chǔ)后，如果地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度、變形能力仍然較低，則不能采用人工樁基或地基，可選擇筏板基礎(chǔ)。在框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，由于防水要求較高，箱體結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)強(qiáng)度的要求也較高，加之柱網(wǎng)比較均勻，這時(shí)可選用箱形基礎(chǔ)；如果柱網(wǎng)不均勻，則應(yīng)選用筏板基礎(chǔ)；如果防水要求較低，柱網(wǎng)荷載比較均勻，地基好，可選用獨(dú)立柱基，在抗震性要求較高的區(qū)域，可選用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)；如果防水要求較低，柱網(wǎng)荷載大，地基差，可選擇交叉條形基礎(chǔ)，將地基基礎(chǔ)和墻下條基連接起來，增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，經(jīng)過這樣的處理如果還不合格，則可選擇筏板基礎(chǔ)。對于剪力墻結(jié)構(gòu)，地基好，防水要求不高的，可選擇交叉條形基礎(chǔ)，如果防水要求較高時(shí)，則可選擇筏板基礎(chǔ)或者箱形基礎(chǔ)。

2.2樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，由于材料的性質(zhì)有很大差異，鋼結(jié)構(gòu)房屋與混凝土房屋的溫度伸縮縫長度也不同。如鋼結(jié)構(gòu)房屋溫度伸縮縫長度一般為 120 m 左右，而混凝土結(jié)構(gòu)房屋一般在 55m 以下。在鋼框架房屋樓板施工時(shí)，可以通過現(xiàn)澆混凝土方法進(jìn)行。為了減輕或避免樓板出現(xiàn)裂縫，可根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)來預(yù)留溫度伸縮縫長度。在施工中，如果進(jìn)行了后澆帶施工，溫度伸縮縫應(yīng)適當(dāng)增大。

2.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算。

在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員通常將網(wǎng)架與下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分開計(jì)算。在計(jì)算過程中，假定網(wǎng)架支座的剛度是無限大的，且各支座剛度相等，將支座反力與下部結(jié)構(gòu)相加即可得出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)值。下部結(jié)構(gòu)可能為梁，也可能是其他的形式，其剛度差異很大。因此，在這種假設(shè)下計(jì)算出來的網(wǎng)架、支座力與實(shí)際需要的剛度是不同的，將網(wǎng)架與下部分開計(jì)算并不合理。

2.4抗震構(gòu)造措施

構(gòu)件配筋率：《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對結(jié)構(gòu)梁的縱向配筋率有明確的規(guī)定，規(guī)定中指出，當(dāng)結(jié)構(gòu)梁縱向受拉鋼筋的配筋率大于一定數(shù)值時(shí)，梁箍筋的數(shù)值因該超出原有數(shù)值，可在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，卻忽視了這一規(guī)定，有些建筑問題的出現(xiàn)就是由這一問題造成的，結(jié)構(gòu)梁的縱向配筋率的設(shè)計(jì)不到位，會造成梁端的延性不足。

抗震等級合理選取：在許多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，多數(shù)建筑的抗震等級都屬于丙類，在民用住宅、辦公樓和一些工業(yè)建筑中應(yīng)該根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。而在醫(yī)院、交通、商場等公共建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該按照《建筑抗震設(shè)防分標(biāo)準(zhǔn)》來確定其抗震類別。對于丙類建筑，其抗震作用都按本地區(qū)的設(shè)防烈度來計(jì)算。對于乙類建筑，在一般情況下，其抗震措施要比本地要求的設(shè)防烈度提高Ⅰ度。

2.5三線控制

三線指的是軸線、標(biāo)高和垂直度 ，“三線”的控制對高層建筑來說是一大難點(diǎn)。在垂直度的控制上，施工前要先根據(jù)大樓柱網(wǎng)布置情況，確定四個(gè)邊角柱的位置，以此來控制高層建筑的垂直度。在測量的時(shí)候還可以應(yīng)用激光儀加重錘進(jìn)行雙重較驗(yàn)，這樣能增添準(zhǔn)確性、降低誤差。在軸線的控制上，應(yīng)遵循軸線傳遞的原則。先掛起兩條線，后澆剪力墻。對多層樓采用的是上面樓層控制下面樓面的方法，再加鋼卷尺進(jìn)行軸線校正。在標(biāo)高線的控制上，選擇每層的至少四個(gè)洞口作為標(biāo)高點(diǎn)。對四個(gè)洞口進(jìn)行標(biāo)高時(shí)，必須確?？煽啃院蜏?zhǔn)確度。此外，在對層面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核時(shí)，必須實(shí)現(xiàn)每層面的四個(gè)洞口控制點(diǎn)與外層高復(fù)核點(diǎn)的同一水平性。這樣才能確認(rèn)標(biāo)高的準(zhǔn)確性，達(dá)到標(biāo)高控制的目的。

2.6對建筑裂縫進(jìn)行控制

裂縫分為運(yùn)動(dòng)型、不穩(wěn)定型、穩(wěn)定型、閉合行和愈合型等幾類，我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中提到，允許裂縫最大為 0.2～0.4 mm。對施工來說，對裂縫控制應(yīng)以預(yù)控為主，要盡量避免和減少裂縫的產(chǎn)生。因?yàn)榭陀^因素的影響，高層建筑的某些微觀裂縫是不可避免的?，F(xiàn)在高層建筑對混凝土的使用量較大，使得裂縫產(chǎn)生的可能性也更大。但是還是要從質(zhì)量上把好關(guān)，盡可能減少裂縫的產(chǎn)生。對裂縫的控制可以從“放”和“抗”兩方面進(jìn)行?！胺拧保侵附Y(jié)構(gòu)完全處于自由狀態(tài)，可變形，且有足夠變形余地。對這種情況，應(yīng)先砌筑部分填充墻至接近底部，然后陸續(xù)砌筑完，但得留一定高度；“抗”是指結(jié)構(gòu)處于約束狀態(tài)，不能變形。它是在沒有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的措施。

3.結(jié)語

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和相關(guān)要求，本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理及合理設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡要探討，了解到建筑結(jié)構(gòu)中存在的一系列問題。在今后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要對這些問題引起注意，只有對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)才能保證整個(gè)建筑的安全性。

參考文獻(xiàn)